Imágenes acústicas para prelocalizar descargas parciales
Introducción
La descarga parcial (DP) es un fenómeno que ocurre en muchos tipos de sistemas de aislamiento eléctrico cuando la tensión eléctrica localizada supera la resistencia dieléctrica del material aislante. Básicamente, toma la forma de descargas eléctricas pequeñas que, si no se verifican, erosionan gradualmente la integridad del aislamiento. Este deterioro puede reducir la vida útil de los activos y causar fallas potencialmente catastróficas, por lo que la detección y localización tempranas de DP son esenciales para minimizar estos riesgos y garantizar la confiabilidad de los activos eléctricos fundamentales.
La DP produce varios tipos distintos de emisiones, entre los cuales se puede utilizar la radiación por radiofrecuencia (RF) y las ondas acústicas para identificar y localizar las fuentes de DP. Si las ondas acústicas son suficientemente potentes, las imágenes acústicas, que se basan en el ruido acústico asociado a la DP, ofrecen una alternativa atractiva para prelocalizar la fuente de la DP de manera segura y eficiente.
Desafíos en la localización de fuentes de descarga parcial
Localizar la fuente precisa de la DP es una tarea difícil con los métodos tradicionales de pruebas puntuales debido a la complejidad de los instrumentos utilizados y la capacidad y capacitación necesarias del técnico. A menudo, estos métodos requieren que los técnicos exploren físicamente las superficies de los equipos o que realicen mediciones de contacto, que requieren trabajo intensivo y son potencialmente peligrosas por los entornos de alta tensión o los espacios confinados.
Imágenes acústicas para la prelocalización de DP
La tecnología de imágenes acústicas ofrece una solución inicial y atractiva para los desafíos de la prelocalización de DP. Un generador de imágenes acústicas, que utiliza un conjunto de micrófonos, capta el ruido audible y ultrasónico generado por la DP. Luego, las señales de los micrófonos se procesan para minimizar el efecto del ruido de fuga y determinar la dirección y la intensidad aproximada de la DP. Mediante una técnica conocida como “formación de haz”, esta información se utiliza para producir una imagen en la que la DP se representa mediante un “mapa de nube” superpuesto en una imagen digital estándar del equipo que se investiga. Las soluciones actuales de imágenes acústicas proporcionan toda esta funcionalidad en un instrumento portátil compacto y autónomo.
Una de las ventajas más importantes de las imágenes acústicas es su capacidad de detectar una DP desde una distancia considerable, de hasta 120 metros, con las cámaras MPAC de Megger. Esta capacidad facilita la inspección rápida de grandes secciones de la planta cuando se busca una DP, lo que elimina la necesidad de acercarse al equipo energizado o las dificultades para alcanzar activos elevados como las líneas aéreas. La naturaleza visual de las imágenes acústicas también permite la localización precisa de las fuentes de DP, incluso en áreas complejas o de difícil acceso, lo que facilita las reparaciones específicas y minimiza la necesidad de una inspección manual extensa.
Los sistemas avanzados de imágenes acústicas también pueden clasificar los tipos de fallas de DP. Lo hacen principalmente mediante la resolución de fase, que correlaciona el sonido de la DP con la forma de onda de la tensión aplicada. Los diferentes tipos de DP tienen diferentes patrones de resolución de fase. Las cámaras acústicas de Megger distinguen tres tipos de DP: descarga de superficie, que a menudo se conoce como seguimiento; descarga de suspensión, que normalmente ocurre a través de un pequeño espacio de aire; y descarga de corona, que a menudo es una descarga desde un borde o punto afilados directamente hacia el aire. Esta información adicional sobre el tipo de DP puede ser muy útil para identificar la fuente y determinar la acción correctiva más apropiada.
Beneficios de la detección y resolución tempranas de DP
La detección temprana de la DP, incluida a través de imágenes acústicas, permite intervenciones oportunas, lo que evita que los problemas menores se conviertan en fallas catastróficas e interrupciones no planificadas. Si se identifican y abordan los defectos de aislamiento antes de que causen daños irreversibles, la administración proactiva de DP puede extender significativamente la vida útil de los activos eléctricos, optimizar las prácticas de mantenimiento y reducir los costos generales.
Además de evitar fallas y prolongar la vida útil de los activos, las imágenes acústicas mejoran la seguridad, ya que reducen la necesidad de que el personal trabaje cerca de equipos de alta tensión durante las inspecciones de DP. La capacidad de detectar y localizar DP desde una distancia segura reduce el riesgo de accidentes eléctricos y permite esfuerzos de mantenimiento más eficientes y específicos.
Si se detectan y corrigen los problemas de aislamiento de forma temprana, las instalaciones pueden evitar reparaciones, reemplazos y tiempo de inactividad costosos asociados con fallas catastróficas. El monitoreo periódico de DP también permite tomar decisiones de mantenimiento más informadas, por lo que los recursos se pueden asignar en función de la condición real de los activos en lugar de los cronogramas fijos.
Conclusión
A medida que las industrias reconocen cada vez más el valor del mantenimiento basado en el estado y las estrategias predictivas, el uso de imágenes acústicas para la prelocalización de DP se está convirtiendo en una parte esencial del mantenimiento moderno. La tecnología de imágenes acústicas proporciona un método no invasivo de largo alcance para detectar y ubicar anticipadamente DP en equipos eléctricos de alta tensión. Proporcionar un “aviso previo” de fallas en desarrollo permite la administración proactiva de defectos de aislamiento, ahorra tiempo y dinero, evita fallas y optimiza el rendimiento de los activos.
